(57)【要約】【課題】  ワークの加熱と冷却の両立を図ると共に、ワークを均熱加熱する解決手段を提供する。【解決手段】  貫通孔を有する加熱部と、上記加熱部のワーク対向面の反対側に配置され、上記貫通孔を介してワークに接する冷却部昇降用ピンを有する冷却部と、上記冷却部を支持し、上記冷却部昇降用ピンに加わる圧力に応じて上記冷却部を昇降可能とし、上記加熱部作動時に上記冷却部を上記加熱部から離間させる昇降手段と、を備える加熱冷却装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する加熱部と、
前記加熱部のワーク対向面の反対側に配置され、前記貫通孔を介してワークに接する冷却部昇降用ピンを有する冷却部と、
前記冷却部を支持し、前記冷却部昇降用ピンに加わる圧力に応じて前記冷却部を昇降可能とし、前記加熱部作動時に前記冷却部を前記加熱部から離間させる昇降手段と、を備える加熱冷却装置。
【請求項２】
前記昇降手段は、圧縮コイルバネである請求項１記載の加熱冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造の分野において使用される加熱部と冷却部とを備える加熱冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置では、ワークを加熱する場合と、ワークの加熱後にワークを常温まで冷却する場合とがある。また、ワークの加熱後発熱体を冷却する必要がある場合もある。そのため、半導体ウェハ等のワークを加熱する加熱装置には、加熱部と冷却部の双方が備わっている。
【０００３】
この場合、加熱装置の加熱部に冷却部が隣接して配置されていると、ワークの冷却を効率よく行うことができる。しかし、ワークの加熱時に加熱部の熱が冷却部に逃げるため、ワークを効率的に加熱することができない。
【０００４】
上記課題を解決する手段としていくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１にかかる加熱装置は、冷却部を加熱部の背後に配置し、そして加熱部に間隙部分を設けることで、冷却部の冷気をワークに伝わり易くし、ワークの加熱と冷却の両立を図っている。
【特許文献１】特許第３０６５０６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にかかる加熱装置によれば、ワークの加熱と冷却の両立を図ることはできるが、加熱部に間隙部分を設けるため、ワークの均熱加熱が困難であった。そのため、ワークを効率よく加熱でき、しかも均熱加熱できる解決手段が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の記載事項に関する。
【０００７】
（１）  貫通孔を有する加熱部と、
上記加熱部のワーク対向面の反対側に配置され、上記貫通孔を介してワークに接する冷却部昇降用ピンを有する冷却部と、
上記冷却部を支持し、上記冷却部昇降用ピンに加わる圧力に応じて上記冷却部を昇降可能とし、上記加熱部作動時に上記冷却部を上記加熱部から離間させる昇降手段と、を備える加熱冷却装置。
【０００８】
（２）  上記昇降手段は、圧縮コイルバネである上記（１）記載の加熱冷却装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ワークの加熱時には冷却部は加熱部から離れた位置に配置される。そのため、加熱部の熱が冷却部に逃げることがないため、ワークを効率良く加熱することができる。また、加熱部に間隙部が設けられていないことからワークを均熱加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明について実施形態を挙げて説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。尚、発明の理解を容易にするため、加熱電源及び冷却水供給源は図示を省略する。
【００１１】
図１に示すように本発明の実施形態にかかる加熱冷却装置１は、貫通孔１４，１６を有する加熱部１０と、加熱部１０のワーク対向面の反対側に配置され、貫通孔１４，１６を介してワークに接する冷却部昇降用ピン２１ａ、２１ｂを有する冷却部２０と、加熱部１０を支持すると共に冷却部２０の昇降をガイドする支持ガイド部３５と、冷却部２０を支持し、冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂに加わる力に応じて冷却部２０を昇降可能とし、加熱部１０作動時に冷却部２０を加熱部１０から離間させる昇降手段４０ａ，４０ｂと、支持ガイド部３１，３５を支持し、昇降手段４０ａ，４０ｂを収納する基台５０と、を備える。
【００１２】
加熱部１０は、発熱体１２と、発熱体１２の全周を覆うように配置された均熱体１３と、発熱体１２及び均熱体１３を取り囲むケース１１とから構成されている。加熱部１０には図３の加熱部の上面図に示すように、冷却部昇降用ピンが突出可能な貫通孔１４〜１７が略等間隔に設けられている。さらに、加熱部１０は、図３中点線で示された位置に配置された支持ガイド部３１〜３８により支持されている。かかる支持ガイド部３１〜３８の他端は冷却部２０の孔を介して基台５０に固定されている。
【００１３】
冷却部２０は、冷却媒体の流通を可能とする中空部２２を備えている。冷却部２０は、中空部２２に冷却水供給源から水などの冷却媒体が循環供給されることによって、冷却効果を発揮するよう構成されている。さらに冷却部２０は、昇降手段としての圧縮コイルバネ４０ａ，４０ｂにより支持されている。そのため、冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂ上にワークが搭載されていない場合、冷却部２０は圧縮コイルバネ４０ａ，４０ｂの復元力により押し上げられて、加熱部１０に隣接する位置に配置される。また冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂは、貫通孔１４，１６を介して、加熱部１０のワーク側表面に突き出た状態となる。この冷却部昇降用ピンは、ワークWを保持する観点からは少なくとも３つ必要であるが、ワークを均熱加熱等する観点からは少ないことが好ましい。
【００１４】
加熱部１０及び冷却部２０は、熱伝導性が高い材料により構成されている。具体的には、発熱体１３は、炭化ケイ素などから構成されている。均熱体１２は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、モリブデン鋼、サイアロンなどから構成されている。ケース１１は石英、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、モリブデン鋼、サイアロンなどから構成されている。さらに、冷却部２０は、ステンレス、アルミニウム、及びモリブデン鋼などから構成されている。冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂは、モリブデン鋼、窒化ケイ素、窒化アルミ、炭化ケイ素などから構成されている。
【００１５】
以上のような構成を備えることから、図２に示すように、冷却部昇降用ピン上にワークWを搭載すると、ワークWの自重により冷却部１０は、支持ガイド部３１、３５に沿って下降して加熱部１０から離間する。一方、冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂからワークWを取り除くと、圧縮コイルバネ４０ａ，４０ｂの復元力により、冷却部２０は支持ガイド部３１、３５に沿って上昇して加熱部１０に近接する。そのため、ワークWの加熱時に加熱部１０の熱が冷却部２０に逃げることがないため、ワークWを効率良く加熱することができる。しかも、加熱部１０に間隙部が設けられていないことからワークWを均熱加熱することができる。加熱冷却装置１は以上のような作用効果を有することから、ワークW、即ち被加熱物として、ウェハ、サセプタ、基板、治具等の均熱加熱が要求される部材を好適に加熱することができる。
【００１６】
実施形態の変形例
上記実施形態においては、ワークWの自重を利用して冷却部の昇降を行う構成としたが、冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂにかかる圧力を増減することによっても、冷却部の昇降を行うことができる。かかる構成とすることで、ワークWの加熱時には冷却部２０は加熱部１０から離れた位置に配置され、ワークWの冷却時には冷却部２０は加熱部１０に隣接する位置に配置される。そのため、ワークWを効率良く加熱又は冷却することができる。つまり、比較的簡易にしかもワークスペースをとることなく加熱と冷却のオンオフ制御ができる。その結果、温度制御が容易になることで作業効率が向上する。
【００１７】
また、昇降用手段として圧縮コイルバネ４０ａ，４０ｂを用いたが、圧縮コイルバネ４０ａ，４０ｂの他に、弾性、復元力を有するゴム、樹脂材料、及びエアーダンパーやオイルダンパーの緩衝機構を用いても構わない。冷却部２０に供給される冷却媒体としては、液体のほかにガスであっても構わない。
【００１８】
さらに、上記実施形態にかかる加熱冷却装置１は、上下反転させても構わない。上下を反転させる場合、ワークWは真空吸着手段、静電チャック装置及び電磁チャックを用いて保持させることが好ましい。加熱と冷却のオンオフ制御は冷却部昇降用ピン２１ａ，２１ｂにかかる圧力を増減することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の実施形態にかかる加熱冷却装置の側面断面図を示す（ワークを搭載していないとき）。
【図２】図２は本発明の実施形態にかかる加熱冷却装置の側面断面図を示す（ワークを搭載したとき）。
【図３】図３は本発明の実施形態にかかる加熱冷却装置の加熱部の上面図を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１：加熱冷却装置
１０：加熱部
１１：ケース
１２：発熱体
１３：均熱体
１４〜１７：貫通孔
２０：冷却部
２１：冷却部昇降用ピン
３１〜３８：支持ガイド部
４０：昇降手段
５０：基台
W：ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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